Soil hydrology field measurements (virtual lysimeters)

These are used to quantify water and solute flows under undisturbed soil, land use and management conditions. They form a cost-effective and flexible alternative to lysimeters.

Concept:
The tension and water content are measured at daily intervals below the zero-flux plane. On arable land this is usually below 3 m of soil, on forest sites below 5 m. From the measured values, a hydraulic conductivity function calibrated to the water balance is generated. Daily seepage rates are calculated applying Darcy’s law and assuming a gradient of unity. Additional water sampling with suction cups enables solute discharges to be quantified.

The methodology was compared with results from lysimeters which had been tested and evaluated as suitable (Dedelow lysimeter analysis at ZALF Müncheberg, Germany and Wagna lysimeter, Joanneum Research in Graz, Austria, Prof. Dr. Johann Fank, Dr. G. Klammler).

Bodenqualität1
Comparison of field with lysimeter results
Bodenqualität2
Virtual lysimeter concept

Comparison of lysimeter with field results and concept of a virtual lysimeter

Soil hydrology field studies

Schindler, U., Müller, L., Eulenstein, F. (2016) Measurement and evaluation of the hydraulic properties of horticultural substrates. Archives of Agronomy and Soil Science 62, 6, 806-818. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Hohenbrink, T., Lischeid, G., Schindler, U., Hufnagel, J. (2016) Disentangling the effects of land management and soil heterogeneity on soil moisture dynamics. Vadose Zone Journal 15, 1. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Doerner, J., Müller, L. (2015) Simplified method for quantifying the hydraulic properties of shrinking soils. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 178, 1, 136-145. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Unold, G. v., Müller, L. (2015) Laboratory measurement of soil hydraulic functions in a cycle of drying and rewetting. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering 5, 4, 281-286. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L., Eulenstein, F. (2015) Vereinfachte Methode zur Prozessanalyse und Bewertung hydraulischer Kennwerte von Blumenerden und Substraten im Gartenbau. Journal für Kulturpflanzen 67, 6, 224-230. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L., da Veiga, M., Zhang, Y., Schlindwein, S. L., Hu, C. (2012) Comparison of water-retention functions obtained from the extended evaporation method and the standard methods sand/kaolin boxes and pressure plate extractor. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 174, 4, 527-534. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L. (2011) Impact of arable land management and tillage on soil water and solute balance in the sub-humid climate of north-east Germany. AMA-Agricultural Mechanization in Asia Africa and Latin America 42, 4, 72-76. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Durner, W., Unold, G. v., Müller, L., Wieland, R. (2010) The evaporation method: extending the measurement range of soil hydraulic properties using the air-entry pressure of the ceramic cup. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 173, 4, 563-572. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Durner, W., Unold, G. v., Müller, L. (2010) Evaporation method for measuring unsaturated hydraulic properties of soils: extending the measurement range. Soil Science Society of America Journal 74, 4, 1071-1083. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Terleev, V. V., Mirschel, W., Schindler, U., Wenkel, K.-O. (2010) Estimation of the soil water retention curve using some agrophysical characteristics and Voronin´s empirical dependence. International Agrophysics 24, 4, 381-387. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Eulenstein, F., Dannowski, R. (2008) A long-term hydrological soil study on the effects of soil and land use on deep seepage dynamics in northeast Germany. Archives of Agronomy and Soil Science 54, 5, 451-463. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Steidl, J., Müller, L. (2007) Influence of regional-scale soil heterogeneity and land use on water discharge formation in the „Stettiner Haff“ catchment in North-East Germany. Archives of Agronomy and Soil Science 53, 1, 63-73. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Schindler, U., Behrendt, A., Shepherd, T. G., Eulenstein, F. (2007) Implications of soil substrate and land use for properties of fen soils in North-East Germany Part II: Aspects of structure in the peat soil landscape Archives of Agronomy and Soil Science 53, 2, 127-136. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Jochheim, H., Einert, P., Ende, H.-P., Kallweit, R., Lüttschwager, D., Schindler, U. (2007) Wasser- und Stoffhaushalt eines Buchen-Altbestandes im Nordostdeutschen Tiefland: Ergebnisse einer 4jährigen Messperiode Archiv für Forstwesen und Landschaftsökologie 41, 1, 1-14. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Wirth, S., Schulz, E., Behrendt, A., Höhn, A., Schindler, U. (2007) Implications of soil substrate and land use for properties of fen soils in North-East Germany Part I: Basic soil conditions, chemical and biological properties of topsoils Archives of Agronomy and Soil Science 53, 2, 113-126. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Eulenstein, F., Olejnik, J., Willms, M., Chojnicki, B. H., Schlindwein, S. L., Schindler, U., Müller, L. (2005) Possible effects of climate changes on land use in North Central Europe and consequences for land use planning. Eisforia 3, 1, 16-32.  (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L. (2005) Comparison of deep seepage estimations of a virtual with a real lysimeter by means of TDR-measurements. International Agrophysics 19, 1, 69-73. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Behrendt, A., Schalitz, G., Schindler, U. (2005) Above ground biomass and water use efficiency of crops at shallow water tables in a temperate climate. Agricultural Water Management 75, 2, 117-136. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L. (2005) Comparison of deep seepage estimations of a virtual with a real lysimeter by means of TDR-measurements. International Agrophysics 19, 1, 69-73. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L., Thiere, J., Steidl, J. (2004) Bodenhydrologische Untersuchungen im nordostdeutschen Tiefland als Grundlage des vorsorgenden Bodenschutzes. Archives of Agronomy and Soil Science 50, 3, 273-288. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Behrendt, A., Schindler, U. (2004) Strukturaspekte der Bodendecke und Bodeneigenschaften zweier Niederungsstandorte in Nordostdeutschland. Archives of Agronomy and Soil Science 50, 3, 289-307. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Li, Y., Funk, R. (2004) Soil properties and soil water conditions in the yangjuangou catchment of the chinese loess plateau. Archives of Agronomy and Soil Science 50, 4-5, 467-476. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L., Behrendt, A. (2003) Field investigations of soil hydrological properties of fen soils in North-East Germany. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 166, 3, 364-369. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Behrendt, A., Müller, L. (2003) Change of soil hydrological properties of fens as a result of soil development. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 166, 3, 357-363. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Schindler, U., Fausey, N. R., Lal, R. (2003) Comparison of methods for estimating maximum soil water content for optimum workability. Soil & Tillage Research 72. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Eulenstein, F., Schindler, U., Müller, L. (2003) Feldskalige Variabilität von Frühjahrsfeuchte und mineralischem Stickstoff in der ungesättigten Zone sandiger Standorte Nordostdeutschlands. Archives of Agronomy and Soil Science 49, 2, 187-201. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler U., J. Thiere, L. Müller und M Altermann (2002): Ableitung bodenhydrologischer Kennwerte für heterogene Flächeneinheiten Nordostdeutschlands auf Grundlage des Flächentypenkonzeptes zur Mittelmaßstäbigen Landwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK). Z. Landnutzung und Landentwicklung. Vol 43 (6) 262-288. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Frielinghaus, M., Schindler, U., Behrendt, A. und W. Schmidt. 2000. Bodenschutz auf Standorten der Flussniederungen und Niedermoore. Arch. Acker- Pflanzenbau Bodenkd., 45, 239-262 (in German, Engl summary). (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler U., Eulenstein F. und L. Müller (2000): Nitrate and phosphorus leaching in sandy soils at different land use and arable management systems in north-eastern Germany. Proceedings: 51st IEC Meeting vom 22. 10 bis 27.10.2000 in Cape Town, Süd Afrika. 167-176. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Thiere J., Altermann M. und U. Schindler (2000): Nutzung von Flächentypen zur arealbezogenen Transformation von Bodenwasserhaushaltsgrößen. Schriftenreihe HORIZONTE – Herrenhäuser Forschungsbeiträge zur Bodenkunde. Bd. 3. 163-181. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L. und W. Schäfer (1999): Entwicklung der physikalischen und hydrologischen Eigenschaften einer Tiefpflug- Sanddeckkultur. Z. f. Kulturtechnik und Landentwicklung. 40. 1-7. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Eulenstein, F. und L. Müller (1999): Nitratausträge unter verschiedenen Landnutzungssystemen auf sandigen Standorten Nordost-Deutschlands. 8. Gumpensteiner Lysimetertagung „Stoffflüsse und ihre regionale Bedeutung für die Landwirtschaft“ v. 13./14.4.1999. p. 81-85. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Eulenstein, F. und L. Müller (1999): Sind Nitratkonzentrationen im Sickerwasser von weniger als 50 mg/l auf Ackerstandorten in Nordostdeutschland realistisch?. Mitteilungen. Dtsch. Bodenkundl. Gesellsch. Zur Jahrestagung des DBG „Nachhaltige Bodennutzung im 3. Jahrtausend“. Hannover 04.09.-12.09.1999. 91(3). 1323-1326. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Thiere, J., Altermann, M., Schindler, U. und M. Steininger (1999): Nutzung von Flächentypen zur Transformation von Bodenparametern Standortbedingungen.- Mitteilungen. Dtsch. Bodenkundl. Gesellsch. Zur Jahrestagung des DBG „Nachhaltige Bodennutzung im 3. Jahrtausend“. Hannover 04.09.-12.09.1999. 91(2). 1128-1131. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., J. Steidl, F. Eulenstein, L. Müller and M. Wegehenkel (1999): Estimating and testing a database of soil hydraulic properties for the simulation of the water transport in a pleistocene landscape. In: Proceedings of the international workshop „Characterization and measurement of the hydraulic properties of unsaturated porous media“, Riverside, California, October, 1997. Ed: M. Th. Van Genuchten. Part 2. 1343-1350. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U. (1998): Quantifizierung des Stauwasserflusses auf Hangstandorten in der Jungmoränenlandschaft – ein Beitrag zur Methodik. Archives of Agronomy and Soil Science. Vol. 43. 221-232. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U. and L. Müller (1998): Calculating deep seepage from water content and tension measurements in the vadose zone at sandy and loamy soils in north-east Germany. Archives of Agronomy and Soil Science. 43. 233-243. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U und O. Dietrich (1998): Quantifizierung des Wasserspeichers einer wiedervernäßten Niedermoorfläche. Archives of Agronomy and Soil Science. Vol. 43. 1-16. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Steidl, J. Eulenstein F und L. Müller (1998): Simulation des Wasserhaushaltes in einem Einzugsgebiet der Jungmoränenlandschaft- Ableitung und Testung von Bodendaten. Archives of Agronomy and Soil Science. Vol. 43. 373. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler U.; M. Wegehenkel, L. Müller und F. Eulenstein (1997): Wirkung von Böden und Fruchtarten auf die Grundwasserneubildung pleistozäner Ackerstandorte Ostbrandenburgs. Archives of Agronomy and Soil Science. Vol 41. 167-179. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., R. Meißner und L. Müller (1997): Dynamik der Grundwasserneubildung auf pleistozänen Sandstandorten des Oder- und Elbeeinzugsgebietes. 7. Gumpensteiner Lysimetertagung „Lysimeter und nachhaltige Landnutzung“ v. 07./09.4.1997. 81-84. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U. (1996). Untersuchungen zum Wasserhaushalt kleiner Binnenentwässerungsge- biete mit Söllen imNordostdeutschen Jungpleistozän am Beispiel des „ Breiten Fenn“ Z. f. Naturschutz und Landschaftspflege in Brandenburg. Sonderheft „Sölle“ 39 – 43. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Müller, L. und F. Eulenstein (1996): Prozeßstudie zur Grundwasserneubildung unter sandigen Ackerstandorten des Nordostdeutschen Tieflandes. Bericht „Lysimeter im Dienste des Grundwasserschutzes“ 6. Gupensteiner Lysimetertagung v. 16./17.4.1996. 5-9. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U., Quast, J., Schäfer, W., Rogasik, H. und Dannowski, R. (1994): Hydrologic properties of peaty soils in North-East Germany and possibilities of a site rehabilitation of degradated shallow peaty soils. In: Proc. International Symposium on: Conservation and Management of Fens, 323-334, 6-10 June, Warsawa, Poland. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Mittelstedt, R. und U. Schindler (1993): Zur Durchlässigkeit von Maulwurfdränwänden auf Auenböden unter Berücksichtigung von Schmier- und Preßzonen. Arch. Acker- Pfl. Boden, 37(6), 397-404. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U.,Dannowski, R. und Müller, L. (1992): An Infiltration Method to Assess the Function of Old Subdrains. In. Drainage and Water Table Control. Proceedings of the Sixth International Drainage Symposium, Dec.13-15, Nashville, TN, 440-447. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U. und R. Dannowski (1991): Eine Feldmethode zur Beurteilung der Dränwirksamkeit. Z. f. Kulturtechnik u. Landentwicklung, 32, 38-48. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Müller, L., Mittelstedt, R., Schindler, U. und S. Heim (1989): Ausbildung und Haltbarkeit von Erddränen in schweren Alluvialböden. Z. f. Kulturtechnik u. Landentwicklung, 30, 394-403.

Schindler, U. (1989): Einfluß der Trockenrohdichte und Humusgehalt auf die Porengrößenverteilung und hydraulische Leitfähigkeit von Sandsubstraten. Arch. Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 33, 1, 3-9.

Schindler, U. und D. Balla (1989): Zur hydraulischen Wirkungsdauer von Erddränen in Auentonböden.Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 33, 4, 209-215.

Schindler,U., Lorenz, W.-D.und S. Rohde (1988): Veränderungen der bodenhydrologischen Verhältnisse flachgründiger Niedermoorstandorte durch Tiefpflug- Sanddeckkultur.Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 32, 2, 93-99.

Schindler, U. und L. Müller (1986): Untersuchungen zur Veränderung bodenphysikalischer Kennwerte von Alluvialstandorten durch mechanischen Bodenaufbruch mit zinkenförmigen Werkzeugen.Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 30, 8, 475-484.

Müller, L., Schindler, U., Sowa, E. und S. Heim (1985): Infiltrationsrate und Filtrationskoeffizient (kf- Wert) eines Auentonstandortes sowie daraus ableitbarer Schlußfolgerungen für die Melioration. Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 29, 2,85-90.

Müller, L. und U. Schindler (1985): Haltbarkeit von Erddränen in Auentonböden. Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 29, 8, 499-505. (Diese Publikation wurde erstellt am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.)

Schindler, U. (1983): Untersuchungen zum entwässerbaren Porenvolumen und zur nutzbaren Wasserkapazität grundwasserbeeinflußter Auenböden und Hinweise zur Regulierung des wasserhaushaltes im Frühjahr.Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 27, 6, 351-360.

Schindler, U. (1982): Untersuchungen zum kapillaren Wasseraufstieg aus dem Grundwasser 2. Mitteilung: Ein graphisches Verfahren zur Quantifizierung des stationären kapillaren Wasseraufstiegs in mehrschichtigen Böden. Arch. Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 26, 10, 623-628.